CN220893709U - 一种隧道渗漏监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请为一种隧道渗漏监测装置，属于监测电极领域，包括沿隧道地质体拱腰周向间隔设置的多个电极组，各电极组包括沿隧道地质体长度方向间隔设置的多个螺纹电极，各螺纹电极连接有电极线束，多个螺纹电极对应连接的多个电极线束形成高密度电缆线，高密度电缆线在隧道的一端引出并与电阻率仪连接，隧道地质体对应各螺纹电极处设有安装块，安装块设有通孔，安装块的上表面对应通孔处设有向上凸出的筒状连接部，筒状连接部的外围具有外螺纹，筒状连接部上螺纹连接有上盖，上盖端面设有螺纹孔，螺纹电极上端螺纹连接于螺纹孔内，更换电极时只需要将保护壳拆卸，将螺纹电极旋拧出即可，整个更换过程简单、容易，不需要用力拔出，可以更加方便的更换。

Description

一种隧道渗漏监测装置

技术领域

本实用新型涉及监测电极领域，尤其涉及一种隧道渗漏监测装置。

背景技术

隧道渗漏水是影响隧道结构安全及耐久性的因素之一，隧道渗漏水比较普遍会造成衬砌侵蚀破坏，加速隧道内机电设施老化，还会造成路面湿滑、积水，降低路面摩擦力，危及行车安全。目前隧道渗漏水的监测方式有多种，其中电阻率法监测是一种常用方法，其就是对地质体内部的电性数据进行数据监测，可以测得地质体内部的电性数据，结合电阻率成像设备，分析反映出地质体内部构造及形变过程。目前的电阻率法监测采用的常规部件便是电极，如专利CN215894464公开的一种基于电阻率法的地质灾害、堤坝、隧道安全监测电极装置中所公开的技术方案，将电极通过钻孔膨胀组件锤入地质体内，电极通过电线连接，电线外部设置开盖上壳以保护电线，虽然说上述电极在地质体内的固定位置比较稳定可靠，但是其也存在以下缺点，就是在电极上设置钻性钻头和膨胀管及螺母比较麻烦，而且更换时，需要用力拔出，并且电极的电线部分埋于地下，当电线出现故障时，不容易更换。

实用新型内容

现有的电阻率法监测隧道渗漏水的电极在置入地质体内时一般是在电极上设置钻孔膨胀组件锤入地质体，而这种在电极上设置钻孔膨胀组件的方式比较麻烦，更换时需要用力拔出，并且电极的电线在引出隧道时部分埋于地下，当电线出现故障时也不容易更换，本申请设计一种隧道渗漏监测装置能够解决上述问题，其具体采用的技术方案为：

一种隧道渗漏监测装置，包括沿隧道地质体拱腰周向间隔设置的多个电极组，各电极组包括沿隧道地质体长度方向间隔设置的多个螺纹电极，各螺纹电极连接有电极线束，多个螺纹电极对应连接的多个电极线束形成高密度电缆线，高密度电缆线在隧道的一端引出并与电阻率仪连接，隧道地质体对应各螺纹电极处设有安装块，安装块设有通孔，安装块的上表面对应通孔处设有向上凸出的筒状连接部，筒状连接部的外围具有外螺纹，筒状连接部上螺纹连接有上盖，上盖端面设有螺纹孔，螺纹孔的中轴线与通孔的中轴线重合，螺纹电极上端螺纹连接于螺纹孔内，下端穿过通孔伸至安装块的下方，安装块上方可拆卸设有保护壳，保护壳沿隧道地质体长度方向设置并延伸至隧道的一端，高密度电缆线设置于保护壳内并沿保护壳长度方向布设，电极也罩设于保护壳内部。

优选的，保护壳为多段结构，具体包括多个子保护壳，子保护壳的数量与安装块的数量相等，各安装块上表面和各子保护壳分别具有螺纹连接孔，子保护壳通过螺钉与安装块螺纹连接。

优选的，各子保护壳之间首尾连接，子保护壳对称的两边缘中，其中一边缘处具有凹槽，另一边缘具有凸条，子保护壳边缘的凸条能够插入另一个子保护壳边缘的凹槽内。

优选的，各子保护壳的凸条设有柔性包裹层。

优选的，安装块的通孔内设有圆筒套，圆筒套的圆周面具有不完全裂缝。

优选的，各螺纹电极和各高密度电缆线分别设有编号。

本实用新型通过设置安装块、筒状连接部和上盖，将螺纹电极螺纹连接在上盖上，在将螺纹电极设置隧道时，在隧道上预先钻出放置螺纹电极的钻孔，在固定时，将安装块固定在隧道地质体对应钻孔的位置，在将螺纹电极固定在上盖的同时插入地质体的钻孔内，实现对地质体渗漏水的检测，更换电极时只需要将保护壳拆卸，将螺纹电极旋拧出即可，整个更换过程简单、容易，不需要用力拔出，可以更加方便的更换。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为各螺纹电极的安装固定结构示意图；

图3为多段保护壳相邻两个子保护壳之间的连接结构示意图。

图中，1、高密度电缆线，2、拱腰，3、电极组，4、安装块，5、上盖，6、螺纹孔，7、螺纹电极，8、保护壳，9、圆筒套，10、电极线束；

401、筒状连接部；

801、子保护壳，802、凸条，803、凹槽；

901、不完全裂缝。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式并结合附图，对本实用新型进行详细阐述。

另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-3所示，一种隧道渗漏监测装置，包括沿隧道地质体拱腰2周向间隔设置的三个电极组3，相邻的电极组3之间的距离在1米至5米之间，每个电极组3包括沿隧道地质体长度方向间隔设置的多个螺纹电极7，相邻的螺纹电极7之间的距离在0.5米到2米之间，每个螺纹电极7的插入深度为30厘米，使得螺纹电极7在隧道拱腰2上纵横布置，以坐标的形式进行位置标记，在实际布置时，可以根据需要及周边环境的电阻率差异进行调整，各螺纹电极7连接有电极线束10，多个螺纹电极7对应连接的多个电极线束10形成一条高密度电缆线1，高密度电缆线1在隧道的一端引出并与电阻率仪连接，电阻率仪可以采用对称四极装置、三极装置及温纳装置等进行电阻率值测量，利用电阻率仪依次把其中的高密度电缆线1进行电阻率监测，直至完成所有高密度电缆线1的电阻率监测，最后将检测的电阻率数据与初始电阻率值进行标准差计算得出差异数据，判断渗漏是否发生及定位渗漏区域，实现渗漏实时监测。

为了实现各螺纹电极7的方便更换的目的，将上述螺纹电极7以下述形式安装固定，即在隧道地质体对应各螺纹电极7处设有安装块4，安装块4锚固在隧道地质体上，所谓安装块4实质上是一块安装薄板，安装块4中心处设有通孔，安装块4的上表面对应通孔处设有向上凸出的筒状连接部401，筒状连接部401的外围具有外螺纹，筒状连接部401上螺纹连接有上盖5，即上盖5具有内螺纹，上盖5的内螺纹旋拧在筒状连接部401的外螺纹上，上盖5的上端面设有螺纹孔6，螺纹孔6的中轴线与通孔的中轴线重合，螺纹电极7上端螺纹连接在螺纹孔6内，下端穿过通孔伸至安装块4的下方，在安装状态下，下端穿过通孔伸至隧道地质体内，安装块4上方可拆卸设有保护壳8，保护壳8沿隧道地质体长度方向设置并延伸至隧道的一端，高密度电缆线1设置于保护壳8内并沿保护壳8长度方向布设，电极也罩设于保护壳8内部。

进一步的，为了避免在更换电极或者检查高密度电缆线1时整体拆卸保护壳8，将上述保护壳8设置为多段结构，具体的包括多个子保护壳801，子保护壳801的数量与安装块4的数量相等，各安装块4上表面和各子保护壳801分别具有螺纹连接孔，子保护壳801通过螺钉与安装块4螺纹连接，在更换电极或者检查高密度电缆线1时，可以拆卸某一个子保护壳801就能满足需要，无需拆卸整个保护壳8，大大缩短拆卸时间，也大大方便了拆卸保护壳8的过程。

进一步的，为了避免高密度电缆线1会有部分裸露在外部，因此将上述各子保护壳801之间首尾连接，子保护壳801对称的两边缘中，其中一边缘处具有凹槽803，另一边缘具有凸条802，子保护壳801边缘的凸条802能够插入另一个子保护壳801边缘的凹槽803内，通过凹槽803和凸条802配合实现各子保护壳801之间的连接。

进一步的，各子保护壳801的凸条802设有柔性包裹层，柔性包裹层可以为橡胶层或硅胶层，设置柔性包裹层的目的是为了提高连接紧固程度，提高保护壳8的连接稳定性，同时还能够提高其之间连接的密封性。

进一步的，为了提高螺纹电极7在隧道地质体的钻孔内的稳定性，在安装块4的通孔内设有圆筒套9，圆筒套9的圆周面具有不完全裂缝901。在安装时，将圆筒套9插入隧道地质体的钻孔内，然后将螺纹电极7上端旋拧在上盖5的螺纹孔6内同时下端伸入圆筒套9内，圆筒套9的内径略小于螺纹电极7的直径，螺纹电极7在插入圆筒套9内后涨大圆筒套9，使得圆筒套9外表面在钻孔内抵紧，进而提高圆筒套9在钻孔内的稳定性，也一定程度上提高螺纹电极7在圆筒套9内的稳定性。

进一步的，各螺纹电极7和各高密度电缆线1分别设有编号，从而该可监测隧道渗漏的隧道渗漏监测装置中的各个测点有相对应的编号和位置，将各个测点测得的初始电阻率值数据与后续测得的电阻率值数据进行标准差值计算得出差异数据，通过计算得到的电阻率差异可以消除背景值的影响，直接的表示出渗漏点的位置；或者依据隧道有无渗漏时所测得的电阻率差异数据绘制的平面等值线图的对比，将得到的差异百分比进行等值线图的绘制，根据现场环境情况剔除百分比低于5％～20％的数据，得出的等值线图能够直观的得出渗漏区域。

当当隧道未发生渗漏时，各个测点的电阻率特征相似，电阻率差异平面等值线图大致为空白图；当隧道发生渗漏时，地下水会通过缝隙进入隧道扩散，地下水会使渗漏区域的电阻率低于周边范围的电阻率，所以渗漏区域会出现明显的电阻率差异，依据低阻区域的位置可定位和监测隧道渗漏区域，实现渗漏监测的目的。

为了更精确的对隧道进行渗漏监测和定位，可每隔15-45天对隧道进行一次监测测量，根据监测数据变化判断渗漏是否发生；也可以把每个时间段监测到的数据进行对比，这样不但可以监测渗漏位置，而且还可以监测渗漏的发展情况。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种隧道渗漏监测装置，其特征在于，包括沿隧道地质体拱腰周向间隔设置的多个电极组，各所述电极组包括沿隧道地质体长度方向间隔设置的多个螺纹电极，各所述螺纹电极连接有电极线束，多个所述螺纹电极对应连接的多个所述电极线束形成高密度电缆线，所述高密度电缆线在隧道的一端引出并与电阻率仪连接，隧道地质体对应各所述螺纹电极处设有安装块，所述安装块设有通孔，所述安装块的上表面对应所述通孔处设有向上凸出的筒状连接部，所述筒状连接部的外围具有外螺纹，所述筒状连接部上螺纹连接有上盖，所述上盖端面设有螺纹孔，所述螺纹孔的中轴线与所述通孔的中轴线重合，所述螺纹电极上端螺纹连接于所述螺纹孔内，下端穿过所述通孔伸至所述安装块的下方，所述安装块上方可拆卸设有保护壳，所述保护壳沿隧道地质体长度方向设置并延伸至隧道的一端，所述高密度电缆线设置于所述保护壳内并沿保护壳长度方向布设，所述电极也罩设于所述保护壳内部。

2.根据权利要求1所述的一种隧道渗漏监测装置，其特征在于，所述保护壳为多段结构，具体包括多个子保护壳，所述子保护壳的数量与所述安装块的数量相等，各所述安装块上表面和各所述子保护壳分别具有螺纹连接孔，所述子保护壳通过螺钉与所述安装块螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种隧道渗漏监测装置，其特征在于，各所述子保护壳之间首尾连接，所述子保护壳对称的两边缘中，其中一边缘处具有凹槽，另一边缘具有凸条，所述子保护壳边缘的凸条能够插入另一个所述子保护壳边缘的凹槽内。

4.根据权利要求3所述的一种隧道渗漏监测装置，其特征在于，各所述子保护壳的凸条设有柔性包裹层。

5.根据权利要求1所述的一种隧道渗漏监测装置，其特征在于，所述安装块的通孔内设有圆筒套，所述圆筒套的圆周面具有不完全裂缝。

6.根据权利要求1所述的一种隧道渗漏监测装置，其特征在于，各所述螺纹电极和各所述高密度电缆线分别设有编号。